專利名稱：一種太陽能電池金屬柵線電極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種太陽能電池金屬柵線電極，屬于太陽能電池領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，太陽能并網(wǎng)發(fā)電成本依然高于燃燒化石燃料等傳統(tǒng)火電發(fā)電方式，為了使太陽能技術(shù)得到大規(guī)模應(yīng)用，有兩個(gè)方面需要有所突破，一是太陽能電池效率，ニ是降低太陽能并網(wǎng)電價(jià)。任何太陽能電池生產(chǎn)エ藝中都包括柵電極的制備和電池的封裝這兩步生產(chǎn)エ藝，這兩步エ藝都是決定電池效率的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，同時(shí)也影響著太陽能電池的成本，而成本又可以概括為材料成本和設(shè)備及生產(chǎn)成本兩大類。傳統(tǒng)太陽能電池通常采用絲網(wǎng)印刷的方式在太陽能電池發(fā)射極上面制備Ag柵網(wǎng)電極，并采用再流焊技術(shù)串并連接，后將其承壓在封裝材料中，制成完整的太陽能電池。但由于目前制備傳統(tǒng)太陽能電池柵線電極的Ag漿成本較貴，且Ag材料受國際期貨價(jià)格影響波動(dòng)較大，而且絲網(wǎng)印刷機(jī)成本較高，這使得絲網(wǎng)印刷制備Ag柵電極エ藝占到了太陽能電池封裝成本的大約15% ;同時(shí)由于制備柵電極和電池封裝兩步エ藝分開進(jìn)行，操作復(fù)雜，增加了電池制造的難度和復(fù)雜性?？紤]到理想的太陽能電池柵電極需要具備I)對太陽能電池較少的遮擋，2)與發(fā)射極具有良好的歐姆接觸，3 )具有較小的接觸電阻。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供ー種克服現(xiàn)有技術(shù)不足，而提供一種太陽能電池金屬柵線電極。本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為一種太陽能電池金屬柵線電極，在太陽能電池的發(fā)射極表面接有ー層金屬絲網(wǎng)柵，金屬絲網(wǎng)柵與太陽能電池的發(fā)射極表面通過錫漿料焊接連接。所述的金屬絲網(wǎng)柵上面還覆蓋有柔性封裝材料。所述的柔性封裝材料為こ烯-こ酸こ烯酯共聚物EVA、特氟龍TEFLON、孵化こ烯丙烯共聚物FEP或娃酮Silicone。所述的金屬絲網(wǎng)柵厚度范圍在I微米-500微米，網(wǎng)格間隔為100微米-I厘米。收集柵寬度在5微米-500微米。所述的金屬絲網(wǎng)柵優(yōu)選為銅絲網(wǎng)柵。含上述金屬柵線電極的太陽能電池，在太陽能電池的底層覆有底面材料。所述的底面材料為布、聚酰亞胺、不銹鋼與EVA、特氟龍TEFLON或孵化こ烯丙烯共聚物FEP。所述的太陽能電池為晶硅電池、銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽能電池、非晶硅薄膜電池、碲化鎘(TeCd)薄膜太陽能電池等厚膜或薄膜太陽能電池。本實(shí)用新型用金屬網(wǎng)柵代替?zhèn)鹘y(tǒng)的銀漿和鋁漿網(wǎng)格柵電極，制造低成本柵線電極，選用的焊接材料和加工模具，可解決由于熱壓工程中出現(xiàn)的錫的融化，導(dǎo)致的網(wǎng)狀電極粗細(xì)不均，以及變形等狀況。太陽能電池金屬柵線電極制備、封裝一體化制備方法采用卷到卷制備エ藝，在承壓制備銅柵網(wǎng)電極的同時(shí)可以直接封裝柔性太陽能電池，并形成大規(guī)模卷到卷流水化作業(yè)。大幅降低了太陽能電池的組件成本，提高了電池的エ藝可靠性，實(shí)現(xiàn)了低成本大規(guī)模柔性太陽能電池的制造。本實(shí)用新型采用相同結(jié)構(gòu)形狀的銅柵網(wǎng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的銀漿電極，所以與傳統(tǒng)銀漿電極相比其導(dǎo)電性能的差異由其金屬電極材料本身的導(dǎo)電性能所決定，由下表可知，銅材料的導(dǎo)電性能與銀的導(dǎo)電性能幾乎相當(dāng)。故本實(shí)用新型的銅柵網(wǎng)電極與傳統(tǒng)電極材料相比導(dǎo)電性能相當(dāng)。
金屬種類常溫下金屬電阻率(P/ηΩ 1)
銀衆(zhòng)15.86
銅16. 78

圖I為實(shí)用新型太陽能電池金屬柵線電極的示意圖。圖2為本實(shí)用新型所涉及金屬絲柵示意圖，(a)整體圖，(b)局部放大圖，(C)剖面圖。圖3為本實(shí)用新型封裝示意圖。其中，A為電池邊長，d為金屬絲網(wǎng)柵網(wǎng)格間隔，W為收集柵寬度，H為網(wǎng)柵網(wǎng)厚度，Ml為柔性封裝材料，M2為金屬絲網(wǎng)柵，M3為底面材料，C為封裝完畢的太陽能電池，Z為承壓輪軸裝置。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)ー步闡明。在閱覽了本實(shí)用新型之后，凡采用等同替換或等效變換形式的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型要求的保護(hù)范圍。實(shí)施例I一種太陽能電池金屬柵線電極，在太陽能電池的發(fā)射極表面接有ー層金屬絲網(wǎng)柵M2，金屬絲網(wǎng)柵M2與太陽能電池的發(fā)射極表面通過錫漿料焊接連接。本實(shí)施例選為銅絲網(wǎng)柵，銅絲網(wǎng)柵上面還覆蓋有柔性封裝材料M1，本實(shí)施例選用こ烯-こ酸こ烯酯共聚物EVA。銅絲網(wǎng)柵厚度200微米-250微米，網(wǎng)格間隔為100-200微米，收集柵寬度在100-200微米。含上述金屬絲柵線電極的太陽能電池，在太陽能電池的底層覆有底面材料M3聚酰亞胺。制備方法，包括步驟如下(I)將粘有錫漿料的銅絲網(wǎng)柵在太陽能電池發(fā)射極表面再流焊接；其中錫點(diǎn)厚度O. 3-2. 5_，采用預(yù)熱區(qū)、保溫區(qū)、焊接區(qū)和冷卻區(qū)四溫區(qū)エ藝步驟。其中在預(yù)熱區(qū)使焊接點(diǎn)在60s內(nèi)升溫100°C，并保溫60s，該區(qū)加熱時(shí)間占整個(gè)時(shí)間的15-25%。保溫區(qū)溫度保持在120°C，溫度上升速率小于2°C /s，本區(qū)時(shí)間占整個(gè)時(shí)間的30-50%。焊接區(qū)溫度峰值在180°C，超過鉛錫合金熔點(diǎn)溫度183°C的持續(xù)時(shí)間應(yīng)當(dāng)保持在15s，本區(qū)加熱速率在I. 5°C /s，加熱時(shí)間一般占整個(gè)過程時(shí)間的30-50%。冷卻區(qū)降溫速率在10°C /s左右，冷卻至60°C，此區(qū)時(shí)間占整個(gè)過程時(shí)間的15%左右。(2)在金屬絲網(wǎng)柵上表面覆蓋柔性封裝材料，太陽能電池底層覆底面材料，完成后將整個(gè)太陽能電池采用熱壓機(jī)加熱到200°C直接一體承壓封裝。層壓機(jī)工作壓強(qiáng)O. 4-0. 7MPa，層壓機(jī)真空度小于30Pa。實(shí)施例2一種太陽能電池金屬柵線電極，在太陽能電池的發(fā)射極表面接有ー層金屬絲網(wǎng)柵M2，金屬絲網(wǎng)柵M2與太陽能電池的發(fā)射極表面通過錫漿料焊接連接。本實(shí)施例選為銅絲網(wǎng)柵，銅絲網(wǎng)柵上面還覆蓋有柔性封裝材料M1，本實(shí)施例選用特氟龍TEFLON。銅絲網(wǎng)柵厚度350微米-400微米，網(wǎng)格間隔為400-500微米，收集柵寬度在400-500微米。含上述金屬絲柵線電極的太陽能電池，在太陽能電池的底層覆有底面材料M3布。制備方法，包括步驟如下(I)將粘有錫漿料的銅絲網(wǎng)柵在太陽能電池發(fā)射極表面再流焊接；錫點(diǎn)厚度
O.3-2. 5_，采用預(yù)熱區(qū)、保溫區(qū)、焊接區(qū)和冷卻區(qū)四溫區(qū)エ藝步驟。其中在預(yù)熱區(qū)使焊接點(diǎn)在90s內(nèi)升溫120°C，并保溫70s，該區(qū)加熱時(shí)間占整個(gè)時(shí)間的15-25%。保溫區(qū)溫度保持在140°C，溫度上升速率小于2°C /s，本區(qū)時(shí)間占整個(gè)時(shí)間的30-50%。焊接區(qū)溫度峰值在200°C，超過鉛錫合金熔點(diǎn)溫度183°C的持續(xù)時(shí)間應(yīng)當(dāng)保持在25s，本區(qū)加熱速率在2. 5°C /s，加熱時(shí)間一般占整個(gè)過程時(shí)間的30-50%。冷卻區(qū)降溫速率在6°C /s左右，冷卻至80°C，此區(qū)時(shí)間占整個(gè)過程時(shí)間的15%左右。(2)在金屬絲網(wǎng)柵上表面覆蓋柔性封裝材料，太陽能電池底層覆底面材料，完成后將整個(gè)太陽能電池采用熱壓機(jī)加熱到400°C直接一體承壓封裝。層壓機(jī)工作壓強(qiáng)
O.40. 7MPa，層壓機(jī)真空度小于30Pa。實(shí)施例3一種太陽能電池金屬柵線電極，在太陽能電池的發(fā)射極表面接有ー層金屬絲網(wǎng)柵M2，金屬絲網(wǎng)柵M2與太陽能電池的發(fā)射極表面通過錫漿料焊接連接。本實(shí)施例選為銅絲網(wǎng)柵，銅絲網(wǎng)柵上面還覆蓋有柔性封裝材料M1，本實(shí)施例選用孵化こ烯丙烯共聚物。銅絲網(wǎng)柵厚度250微米-300微米，網(wǎng)格間隔為200-300微米，收集柵寬度在200-300微米。含上述金屬絲柵線電極的太陽能電池，在太陽能電池的底層覆有底面材料M3布。制備方法，包括步驟如下(I)將粘有錫漿料的銅絲網(wǎng)柵在太陽能電池發(fā)射極表面再流焊接；錫點(diǎn)厚度
O.3-2. 5_，采用預(yù)熱區(qū)、保溫區(qū)、焊接區(qū)和冷卻區(qū)四溫區(qū)エ藝步驟。其中在預(yù)熱區(qū)使焊接點(diǎn)在90s內(nèi)升溫150°C，并保溫90s，該區(qū)加熱時(shí)間占整個(gè)時(shí)間的15-25%。保溫區(qū)溫度保持在150°C，溫度上升速率小于2°C /s，本區(qū)時(shí)間占整個(gè)時(shí)間的30-50%。焊接區(qū)溫度峰值在230°C，超過鉛錫合金熔點(diǎn)溫度183°C的持續(xù)時(shí)間應(yīng)當(dāng)保持在40s，本區(qū)加熱速率在3. 5°C /s，加熱時(shí)間一般占整個(gè)過程時(shí)間的30-50%。冷卻區(qū)降溫速率在3°C /s左右，冷卻至50°C，此區(qū)時(shí)間占整個(gè)過程時(shí)間的15%左右。(2)在金屬絲網(wǎng)柵上表面覆蓋柔性封裝材料，太陽能電池底層覆底面材料，完成后將整個(gè)太陽能電池采用熱壓機(jī)加熱到300°C直接一體承壓封裝。層壓機(jī)工作壓強(qiáng)
O.4-0. 7MPa，層壓機(jī)真空度小于30Pa。以上所述，僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對本實(shí)用新型做任何形式上的限制。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述所述技術(shù)內(nèi)容對本實(shí)用新型技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)是指對以上實(shí)施例所做的任何改動(dòng)修改、等同變化及修飾，均屬于本技術(shù)方案的保護(hù)范圍。 ·
權(quán)利要求1.一種太陽能電池金屬柵線電極，其特征是，在太陽能電池的發(fā)射極表面接有ー層金屬絲網(wǎng)柵，金屬絲網(wǎng)柵與太陽能電池的發(fā)射極表面通過錫漿料焊接連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種太陽能電池金屬柵線電極，其特征是，所述的金屬絲網(wǎng)柵上面還覆蓋有柔性封裝材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ー種太陽能電池金屬柵線電極，其特征是，所述的柔性封裝材料為こ烯-こ酸こ烯共聚物、特氟龍、孵化こ烯丙烯共聚物或硅酮。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的ー種太陽能電池金屬柵線電極，其特征是，所述的金屬絲網(wǎng)柵厚度范圍在I微米-500微米，網(wǎng)格間隔為100微米-I厘米，收集柵寬度在5微米-500微米。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種太陽能電池金屬柵線電極，其特征是，所述的金屬絲網(wǎng) 柵為銅絲網(wǎng)柵。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種太陽能電池金屬柵線電極，在太陽能電池的發(fā)射極表面接有一層金屬絲網(wǎng)柵，金屬絲網(wǎng)柵與太陽能電池的發(fā)射極表面通過錫漿料焊接連接，金屬絲網(wǎng)柵上面還覆蓋有柔性封裝材料。將粘有錫漿料的金屬絲網(wǎng)柵在太陽能電池發(fā)射極表面再流焊接，在金屬絲網(wǎng)柵上表面覆蓋柔性封裝材料，采用熱壓機(jī)加熱到80℃-600℃承壓封裝。本實(shí)用新型用金屬網(wǎng)柵代替?zhèn)鹘y(tǒng)的銀漿和鋁漿網(wǎng)格柵電極，制造低成本柵線電極，選用的焊接材料和加工模具，可解決由于熱壓工程中出現(xiàn)的錫的融化，導(dǎo)致的網(wǎng)狀電極粗細(xì)不均，以及變形等狀況。大幅降低了太陽能電池的組件成本，提高了電池的工藝可靠性，實(shí)現(xiàn)了低成本大規(guī)模柔性太陽能電池的制造。
文檔編號H01L31/0224GK202651130SQ201220316940
公開日2013年1月2日 申請日期2012年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月2日
發(fā)明者向勇, 閆宗楷, 臧亮 申請人:濟(jì)南龍圖新能源科技有限公司